전기 및 전자

트랜스임피던스 증폭기 계산기

센서 전류를 전압으로 변환하고 피드백 저항을 선택하여 정전용량과 대역폭을 추정하세요.

01

입력값

02

계산 결과

피드백 저항: —

이상적인 저항: —

이상적 출력 전압: —

제한된 출력 추정값: —

추정 피드백 정전용량: —

추정 소신호 대역폭: —

출력 한계에 해당하는 전류 범위: —

공식—

전류-전압 이득, 여유와 대역폭 균형 잡기

이상적 트랜스임피던스 증폭기를 분석하거나 피크 전류와 전압 변화로 피드백 저항을 선택합니다. DC 출력과 추정 보상 대역폭을 비교합니다. 모델은 단일 극 증폭기 응답을 가정하며 특정 소자를 나타내지 않습니다.

단계별 사용 방법

분석 또는 설계를 선택하고 부호 있는 전류, 기준, 피드백 저항이나 피크 목표를 선택 단위로 입력합니다.
총입력 커패시턴스, 증폭기 GBW와 목표 대역폭을 입력합니다. 필요하면 실제 출력 제한을 추가합니다.
출력, 클리핑, 전류 범위와 추정 피드백 커패시턴스 및 대역폭을 확인합니다. 대역 목표 달성이 출력 여유를 보장하지 않습니다.

설정 및 제한

피드백 저항: Rf는 전류를 반전 전압 변화로 바꿉니다. 설계는 아래로 반올림하여 피크 전류가 요청한 전압 변화를 넘지 않게 합니다.
커패시턴스와 GBW: 센서, 증폭기 입력과 배선 커패시턴스를 포함합니다. 보상은 단순 응답에 근거하므로 추가 극과 기생 성분이 안정성을 바꿀 수 있습니다.
출력 제한과 목표: 출력 제한은 이상적 DC 전압을 제한하고 전류 범위를 정합니다. 목표 대역폭은 추정과 비교할 뿐 해당 대역폭을 강제하지 않습니다.

실습 예제

예제에서 양의 전류는 출력을 기준 아래로 낮춥니다. 추정 대역폭은 목표보다 크고 DC 출력은 제한 안에 있습니다.

예제 입력

Iin = 10 µA; Vref = 2.5 V; Rf = 100 kΩ
Cin = 100 pF; GBW = 10 MHz; ft = 100 kHz
Vmin = 0 V; Vmax = 5 V

예상 결과
Vout / Cf / BW / I	≈
Vout	1.5 V
Cf	5.639651 pF
BW	388.147316 kHz
Imin	−25 µA
Imax	25 µA

피드백 변경 없이 전류를 늘립니다. 같은 대역 추정에서도 출력이 제한에 닿을 수 있으므로 표시된 비클리핑 전류 범위를 비교합니다.

질문 및 문제 해결

양의 전류가 전압을 낮추는 이유는 무엇인가요?

그림의 전류 방향은 반전 합산 노드로 들어갑니다. 방향을 바꾸면 기준에 대한 출력 이동이 바뀝니다.

추정 피드백 커패시턴스가 영일 수 있는 이유는 무엇인가요?

작은 입력 커패시턴스에서는 단순 모델의 감쇠가 이미 충분할 수 있습니다. 보드 기생 성분이나 실제 증폭기를 무시해도 된다는 뜻은 아닙니다.

대역 추정이 안정성을 보장하나요?

아니요. 개방 루프 특성, 보상, 잡음, 누설, 배치와 출력 범위를 데이터시트와 측정으로 검증합니다.